第三紀是指從距今6500萬年起到距今200萬年的一段地質時期。在這一時期中，地球板塊運動劇烈，自然環境發生變化，生物演化復雜。

　　懷俄明州山谷中有向東流出的水系，兩側沉積形成了從始新世晚期到漸新世的巖層。這些沉積物是河水泛濫后在河底以及小的湖彎處形成的。重蝕地是在干旱的區域發生發展形成的，在那里，草木非常稀少，不透水的巖石非常容易受到酸雨的侵蝕，雨水快速地沖刷著巖石的表面，形成了極多的小的溪谷，這就是重蝕地的地形結構特點。

　　這些地貌特點，形成了優美的自然景觀，使之成為人們向往旅游的勝地。但是，它更吸引人們的卻是這里有著世界上已知最多的哺乳動物化石，公園的服務處還為參觀者留下一定數量的化石，并加以保護，使人們在這里可以領略到古生物的演變趨勢。在這里哺乳動物化石中，有奇蹄類、偶蹄類，包括馬，駱駝，犀牛等，和巨大的“家豬”一樣的動物，這構成一個非常龐大的靜止的群體，而象狗一樣的食肉動物，它們分布在大部分區域，長有鋒利的牙齒，此外，還有食肉類和小的哺乳動物，例如兔子，松鼠等嚙齒目動物，它們的樣子就象在快速地奔跑，除了哺乳動物以外，另外還有甲魚，海龜，青蛙，鱷魚，魚和水生的蝸牛等，這些動物已經被完好地挖掘出來。  字串9

　　仔細研究這些化石，以及古代地層表面和沉積物環境，就會發現該區的氣候曾有較大變化。在始新世晚期，那里存在著潮濕的森林環境，但到了漸新世的晚期，氣候十分干燥以致于開闊的草地代替了森林，只有在沿著溪流的邊上，才有一些稀疏的樹木，適于在開闊草地生活的動物代替了適于在森林中生活的動物群體。這一演變過程，我們可以從這一地區的沉積物及化石種類的演替總結出來。

　　在第三紀，世界上的動物區系和植物區系都在不斷地發生著變化，出現過許多動植物的新的種類。那時有花植物繼續統治著陸生植物群體，在第三紀的早期，出現了現代鳥類，海生無脊椎動物趨于多樣化，現今許多動植物類型就是起源于第三紀的。

　　在懷俄明州的黃石國家公園，那里現在的氣候并不適于鱷梨、木蘭、月桂樹、無花果樹的生長。然而在始新世時期，這些樹木就生長在冷杉、紅木、橡木和松樹的旁邊。事實上，這些樹木的化石在同一地層中均有發現。由于木蘭與云杉在同一氣候條件下是不能很好地生存的，但又因為我們必竟是在同一地層中發現的這些植物，所以我們也許能這樣說：始新世的植物比現在的植物對環境的適應性更廣泛。

　　與此相似，在黃石國家公園的東北部也有相當規模的森林化石的混雜情況，因為該地位于兩個火山嵴中間的峽谷中。

　　大多數樹木的化石是埋在河流的軟濕泥土中，以一團一塊的形式聚集在一起形成的。它們都被埋在其生長時所在的位置。河流和軟濕泥土可以為這些樹木提供充足的水分與養份。

　　有人認為，當軟濕的泥土和溪流沿著火山的側面流下來時，夾帶著原木和一些樹椿，從而使這些由高處沖帶下來的樹木與低位點生長的樹木一起被埋了起來。

　　一個最近的調查顯示：黃石公園的森林狀況反映了不同高度的植被情況。將原木和樹椿從高海拔環境中轉運到低海拔區域，或是在熱帶狹谷中與同一緯度的樹木混雜起來，可以使我們在一個地域看到不同生態類型的植物。懷俄明州的木蘭和鱷梨的化石充分證明了當時的氣候要比現在該地區的氣候溫暖得多。

　　綜上所述，我們可以得出這樣的結論，在第三紀，自然環境、氣候條件以及植物生態類型和海生無脊椎動物都發生過很大的變化，自然環境更為復雜，氣候轉冷，生物種類向多元化方向發展，形成了比中生代更為紛繁復雜的自然生態景觀。